Di cosa sono fatti i frigoriferi?

La maggior parte degli elettrodomestici da cucina, come la caffettiera, la lavastoviglie e il frullatore, sono pratici, ma non il frigorifero. È una necessità ed è da tanto tempo che le persone hanno bisogno di conservare il cibo. Sin dai tempi antichi, le persone hanno usato scatole di ghiaccio e serbatoi evaporativi per raffreddare il cibo e hanno immerso il cibo in corsi d'acqua e pozzi, lo tenevano in cantina e utilizzavano tecniche come la salatura, il decapaggio, il fumo e l'essiccazione nel tentativo di preservarlo per Rivista di storia.

Le scatole di ghiaccio vennero in voga all'inizio del 1800 e divennero sempre più popolari nel corso del secolo, ma anche la condensazione attiva del vapore e l'evaporazione fecero il loro debutto nella metà del secolo. Inizialmente, veniva utilizzato principalmente dalle industrie della birra e della carne, ma negli anni '20 i frigoriferi domestici stavano diventando comuni e le scatole di ghiaccio stavano diventando quasi obsolete. Oggi il frigorifero è un servizio essenziale in ogni casa e, sebbene esistano molti marchi, funzionano tutti secondo lo stesso principio e sono costruiti essenzialmente nello stesso modo.

Il moderno frigorifero, come una ghiacciaia, è fondamentalmente un compartimento sigillato, isolato ma al posto di un blocco di ghiaccio, utilizza la circolazione di un liquido volatile, chiamato refrigerante, per mantenere gli interni freddo. Un compressore pompa il refrigerante attraverso una serie di bobine, pressurizzandolo e condensandolo in un liquido. Una minuscola apertura chiamata valvola di espansione collega le batterie del condensatore a un altro set di batterie - le batterie evaporative - e quando il liquido spruzza attraverso questa valvola, vaporizza, che è un processo endotermico che aspira calore dal frigorifero vano.

Le bobine del condensatore possono trovarsi dietro il vano frigorifero, sotto di esso o sopra, e sono spesso poste davanti a una ventola di scarico per dissipare il calore generato dalla condensa. Le bobine evaporative, d'altra parte, sono all'interno del vano congelatore e possono o meno essere nascoste da un pannello, a seconda del modello. Gli scomparti del congelatore e del frigorifero sono separati e una ventola soffia aria fredda attraverso un condotto che li collega.

Oltre a mensole, vassoi, cassetti, luci e maniglie, le altre parti di un frigorifero sono elettroniche controlli che monitorano le condizioni interne e ordinano l'accensione e lo spegnimento del compressore per mantenere una preimpostazione temperatura. I controlli regolano anche la ventola che trasferisce aria fredda dal congelatore al frigorifero. L'ultimo componente di un frigorifero è la guarnizione della porta, che forma una chiusura ermetica che impedisce all'aria fredda di fuoriuscire.

Un tipico corpo frigorifero ha tre strati. Il nucleo, che è realizzato in lamiera, è inserito tra un armadio interno, che di solito è realizzato di plastica in polistirene e un guscio esterno, realizzato in acciaio inossidabile, plastica o talvolta lamiera verniciata metallo. All'interno di questi strati è contenuto l'isolamento, che era assente nei primi modelli ma è di serie in quelli contemporanei.

Il primo materiale isolante era la fibra di vetro, che fu sostituita dalla schiuma poliuretanica negli anni '80, secondo Magazine dell'Assemblea. La schiuma di poliuretano è più densa e strutturalmente più stabile della fibra di vetro, quindi il cambiamento ha permesso i produttori incorporano il materiale più sottile del corpo del frigorifero in un design più elegante e più efficiente dal punto di vista energetico disegni. L'isolamento è il determinante n. 1 per stabilire se un particolare modello riceve o meno un punteggio Energy Star.

Nel processo di fabbricazione del frigorifero, il nucleo, l'armadio interno e il guscio esterno sono stampati, formati e collegati insieme e la schiuma di poliuretano viene iniettata nello spazio tra di loro. Oltre a indurirsi in una struttura densa che fornisce stabilità, il poliuretano è un adesivo eccellente che unisce gli strati.

Nessuna discussione sui frigoriferi sarebbe completa senza menzionare i refrigeranti, i liquidi volatili che attraversano le serpentine del sistema di refrigerazione. Un refrigerante deve possedere determinate proprietà fisiche e termodinamiche per essere efficace. Nei giorni in cui la maggior parte dei frigoriferi venivano utilizzati a scopi commerciali, l'ammoniaca e l'anidride carbonica erano i prodotti chimici di scelta. All'inizio dei frigoriferi domestici, venivano impiegate una serie di sostanze chimiche pericolose, tra cui anidride solforosa, cloruro di metile e cloruro di metilene, quest'ultimo essendo la sostanza chimica nociva nella vernice spogliarelliste.

DuPont ha sviluppato Freon, un clorofluorocarburo (CFC), negli anni '30, e presto ha sostituito altri refrigeranti perché è chimicamente inerte e ha una capacità superiore di trasferire calore. Freon ha reso i frigoriferi più sicuri, ma sfortunatamente si è scoperto che ha avuto un grave svantaggio che ha portato al bando dei CFC. Poiché i CFC sono scomposti solo dalla luce ultravioletta, migrano nell'atmosfera superiore, dove distruggono lo strato di ozono.

I CFC sono stati sostituiti da idroclorofluorocarburi (HCFC), che sono chimicamente simili ma non contengono cloro, la sostanza chimica che provoca danni allo strato di ozono. Questi si sono anche rivelati svantaggi in quanto riempiono l'atmosfera di fluoro, che è un gas serra, quindi anche loro sono stati sostituiti da un'altra classe di fluorocarburi chiamata idrofluoroolefina (HFO). Gli HFO rilasciano anche gas di fluoro nell'atmosfera, ma a una velocità inferiore, e la ricerca continua per un refrigerante con un impatto ambientale ancora minore.

Le bobine che conducono refrigerante dal compressore alla valvola di espansione nelle bobine evaporative e di nuovo al compressore sono realizzate in rame. Ha una delle migliori conduttività termiche di qualsiasi metallo ed è abbastanza malleabile da formare un tubo. La valvola di espansione è generalmente in ottone e il sistema a bobina è spesso supportato da una griglia in acciaio. Il compressore è una pompa di metallo e la ventola di scarico ha rotori e alette di metallo in lamiera sottile. Tutti i connettori della bobina sono in ottone.

Quando apri la porta del frigorifero, di solito devi dargli un piccolo strattone, e questo perché devi rompere il sigillo ermetico che forma la guarnizione di gomma tra la porta e l'armadio interno. I moderni frigoriferi non hanno le maniglie di bloccaggio dei loro antenati e la guarnizione è responsabile di tenere chiusa la porta. A tal fine, la gomma può essere miscelata con un metallo ferromagnetico che tiene saldamente la porta contro una striscia di acciaio, che può essere nascosta dietro il rivestimento interno di plastica.

I vassoi all'interno dell'armadio sono generalmente realizzati in vetro e si trovano su supporti in metallo o plastica o su creste modellate nel rivestimento interno. I cassetti sono stampati in plastica e le maniglie possono essere in metallo o, su modelli meno costosi, in plastica. Se il vano congelatore si trova all'interno del frigorifero, di solito ha una porta di metallo sottile per mantenere il congelatore separato dal frigorifero e un ventilatore di plastica economico fa circolare l'aria tra i due scomparti.

I frigoriferi dotati di un fabbricatore di ghiaccio hanno una scatola di plastica nel congelatore per contenere il ghiaccio, mentre il fabbricatore di ghiaccio ha alette in lamiera sottile. I modelli con distributori di acqua richiedono tubi per condurre l'acqua, e di solito sono realizzati in polibutilene o, sui modelli più vecchi, in rame.